Thay đổi về kết cấu, hình dạng vòi phun động cơ
Thiết kế vòi phun vector được áp dụng lần đầu tiên trước đây là vòi phun vector kép, được sử dụng trong máy bay chiến đấu F-22 của Mỹ.
Ưu điểm của vòi phun vector kép là nó có thể cung cấp khả năng kiểm soát độ cao cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm bằng cách điều chỉnh độ cao của vòi phun, có thể mang lại hiệu suất đáng kể về tàng hình và hiệu ứng giảm lực cản, đồng thời thiết kế cấu trúc tương đối đơn giản và đáng tin cậy. Về nhược điểm, nó không thể kiểm soát được độ lệch và lực đẩy bị mất tương đối lớn, do đó có thể nói nó có cả ưu điểm và nhược điểm.
Vòi phun vector ba thành phần (Three-element vector nozzle) khác với vòi phun vector kép. Ưu điểm lớn nhất của nó là có thể đạt được khả năng điều chỉnh đa hướng mà vòi phun vector kép (hai thành phần) không thể làm được. Ngoài khả năng kiểm soát độ cao, nó còn có khả năng kiểm soát độ lệch. Về mặt lý thuyết, điều này giúp máy bay chiến đấu được trang bị vòi phun vector ba thành phần tổn thất lực đẩy ít hơn và lực cản siêu thanh lớn hơn, giúp cải thiện đáng kể khả năng cơ động.
F-35 của Mỹ từng sử dụng thiết kế này nhưng thất bại
Chỉ xét về góc độ tính năng, vòi phun vector ba thành phần sẽ vượt trội hơn nhiều so với vòi phun vector kép. F-35 của Mỹ cũng đã từng sử dụng vòi phun vector ba thành phần, đây cũng là một ưu thế bán hàng chính của F-35. Nhưng không may, vòi phun vector ba thành phần của F-35 sau đó đã được chứng minh là một thất bại. Nó không cải thiện tính năng của máy bay nhiều như mong đợi và thậm chí còn gây ra nhiều hỏng hóc.
Do vòi phun vector ba thành phần phức tạp về cấu trúc nên chi phí sản xuất và bảo trì tăng lên, đồng thời độ tin cậy của nó kém hơn nhiều so với vòi phun vector kép của F-22. Hơn nữa, F-35 thực sự đã phải hy sinh rất nhiều cho vòi phun vector ba thành phần, chẳng hạn như tuổi thọ của trục chính động cơ phải giảm đáng kể. Ngoài ra, tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của động cơ trang bị trên máy bay này thực tế không cao, nên các vấn đề của F-35 càng trở nên trầm trọng hơn.
Vấn đề nghiêm trọng nhất là vòi phun vector ba thành phần có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất tàng hình ở mức độ nhất định. Tín hiệu hồng ngoại trở nên quá rõ ràng và cũng sẽ gây hư hỏng cho lớp sơn phủ tàng hình.
Do đó, vòi phun vector ba thành phần của F-35 không thành công và vẫn là mối quan ngại của quân đội Mỹ. Sự thành công của công tác cải tạo vẫn còn là một chặng đường dài.
Nói cách khác, xét theo khả năng công nghệ hiện tại, vòi phun vector ba thành phần vẫn còn chưa hoàn thiện và F-35 đã chứng minh điều này bằng chính thất bại của nó.
Trung Quốc thành công với công nghệ vòi phun vector ba thành phần?
Tuy nhiên, trong đoạn phim bay thử nghiệm mới nhất của máy bay J-50 của Trung Quốc, vòi phun của máy bay có hình tròn, chứng tỏ nó sử dụng vòi phun vector ba thành phần, thay vì vòi phun vector kép trong đoạn phim bay thử nghiệm trước đó. Điều này cũng có nghĩa là J-50 đã có giải pháp vòi phun vector ba thành phần và công nghệ này đã khá hoàn thiện.
Trong một thời gian dài, vấn đề với vòi phun vector ba thành phần chính là sự xung đột giữa nhiều chỉ số và chìa khóa để giải quyết vấn đề này nằm ở việc đạt được sự cân bằng. Chỉ cần tìm được điểm cân bằng thì vòi phun vector ba thành phần tự nhiên có thể đưa vào sử dụng thực tế, sẽ không xuất hiện nhiều vấn đề như máy bay F-35.
Đối với Mỹ vào thời điểm đó, điều này thực sự khá khó khăn, vì F-35 sử dụng rất nhiều thiết kế chưa hoàn thiện và các chỉ số của ba mẫu máy bay F-35 A/B/C xung đột với nhau, khiến F-35 gặp phải rất nhiều vấn đề.
Nhưng đối với Trung Quốc thì đó lại là vấn đề khác. Nghiên cứu về vòi phun vector đã có kết quả từ năm 2002 và được trưng bày tại Triển lãm hàng không Chu Hải năm 2022. Do đó, các nhà thiết kế hàng không có nhiều thời gian hơn để tích lũy kinh nghiệm và giải quyết vấn đề.
Nguyên mẫu J-50 đã dám sử dụng vòi phun vector ba thành phần, điều này có nghĩa là các nhà thiết kế Trung Quốc không chỉ vượt qua được những khó khăn trong thiết kế vòi phun vector ba thành phần mà còn đang cố gắng xây dựng một hệ thống không chiến trong tương lai.
Ảnh: QQnews.
Trung Quốc có nhiều phiên bản J-50 thử nghiệm cùng lúc?
Thực tế là J-50 có đồng thời các nguyên mẫu với cả vòi phun vector kép và vòi phun vector ba thành phần là một phép thử so sánh về hướng nghiên cứu và phát triển của J-50, điều này cũng sẽ xác định vị trí của nó trong hệ thống không chiến trong tương lai.
Không chỉ vậy, sự tiến triển nhanh chóng của J-50 còn tiết lộ một số thông tin về nguyên mẫu. Người ta quan sát thấy dường như có nhiều nguyên mẫu J-50 đang được thử nghiệm cùng lúc, điều này có thể giải thích tại sao J-50 lại phát triển nhanh chóng như vậy. Việc thử nghiệm các nguyên mẫu của nhiều mô hình khác nhau có thể giúp các kỹ sư xác định vấn đề nhanh hơn và cải thiện thiết kế.
Điều rất thú vị là khi nhiều chuyên gia phương Tây nói về việc J-50 sử dụng vòi phun vector ba thành phần, họ thường nói về thiệt hại mà thiết kế này gây ra cho hiệu suất tàng hình của máy bay. Ý kiến này không hoàn toàn xuất phát từ sự đố kỵ, mà là kết luận mà các chuyên gia phương Tây rút ra dựa trên môi trường công nghệ cũ và kinh nghiệm cũ.
Trang web "Defense One" của Mỹ dường như hiểu rõ hơn về điều này khi thừa nhận rằng "Dự án J-50 của Trung Quốc tiến triển nhanh hơn dự kiến, và chế độ thử nghiệm nhiều nguyên mẫu đã trở thành chìa khóa mang lại hiệu quả". Mặc dù bài viết vẫn cho rằng đây là một canh bạc nhưng vẫn thừa nhận thành công của Trung Quốc trong lĩnh vực máy bay thế hệ thứ sáu.
Để đối phó với dự án máy bay thế hệ thứ sáu của Trung Quốc, Mỹ đã khởi động lại dự án F-47 và tin tưởng rằng chắc chắn có thể "lội ngược dòng và giành chiến thắng". Nhưng các chuyên gia Mỹ dường như đã quên mất một vấn đề, đó là dự án F-47 thậm chí còn chưa thể sản xuất được máy bay nguyên mẫu. Làm thế nào Mỹ có thể đạt được mục tiêu "vượt lên từ phía sau"?
Hiện có một tình huống rất trớ trêu, đó là Mỹ và thậm chí toàn bộ phương Tây, những cường quốc hàng không truyền thống đã thua Trung Quốc trong lĩnh vực máy bay thế hệ thứ sáu. Sự tồn tại của hai máy bay thế hệ thứ sáu Trung Quốc là J-36 và J-50 đã buộc toàn bộ phương Tây phải thừa nhận sự thất bại của mình trong phát triển hàng không.
Chiến đấu cơ thế hệ sáu J-50: Bước tiến mới của hàng không quân sự Trung Quốc
Truyền thông Trung Quốc tiết lộ về chiến đấu cơ thế hệ 6 J-50 và đánh giá của phương Tây
Theo QQnews, Toutiao
